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生命的演化過程是怎樣的，是什么因素促進(jìn)了生命的復(fù)雜化，這些問題一直是科學(xué)家探索的重點(diǎn)。最近，一種新發(fā)現(xiàn)的微化石為解開這些問題提供了新的線索，它們來自于地球歷史上一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)期 —— 大氧化事件。
地球上的環(huán)境曾發(fā)生過多次巨變，其中最重要的一次是大氧化事件（Great Oxygenation Event）。這是指在大約 24 億年前，地球上的氧氣濃度突然升高的一段時(shí)期，它徹底改變了地球表面的環(huán)境和生物圈。大氧化事件是由一種叫做藍(lán)細(xì)菌的原核生物引發(fā)的，它們通過光合作用產(chǎn)生了大量的氧氣，這些氧氣逐漸積累在大氣和海洋中，形成了氧氣的富集層。
這一事件對(duì)地球上的生命產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。一方面，氧氣的升高引發(fā)了一次大規(guī)模的生物滅絕，使得許多厭氧生物（主要是古菌）無法適應(yīng)富含氧氣的環(huán)境而消亡；另一方面，氧氣的升高也為演化出更復(fù)雜的生命創(chuàng)造了條件，因?yàn)檠趸磻?yīng)可以提供更多的能量，支持更高級(jí)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能。
所以，科學(xué)家認(rèn)為，大氧化事件促進(jìn)了生命復(fù)雜度的飛躍，但這一假說始終缺乏化石記錄的支持。而最近，一支國(guó)際科學(xué)團(tuán)隊(duì)在澳大利亞哈默斯利山區(qū)的一些巖石中發(fā)現(xiàn)了一種微化石（微小古生物化石），首次直接證實(shí)了這一假說。
新的微化石可能屬于藻類
科學(xué)家通過分析微化石的化學(xué)組成，確認(rèn)了其中的碳元素是生物產(chǎn)生的，從而證明了這些是真正的生物化石。他們利用碳同位素進(jìn)行了年代測(cè)定，發(fā)現(xiàn)所屬的年代正好與發(fā)生大氧化事件的時(shí)間相吻合。他們還發(fā)現(xiàn)，這些微化石有著更大、具更復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，與大氧化事件之前的微化石有著顯著的區(qū)別。
科學(xué)家最終認(rèn)定，這些微化石可能屬于一種藻類，而非大氧化事件之前存在的更簡(jiǎn)單的原核生物，如細(xì)菌等。藻類和其他所有的植物和動(dòng)物一樣，都是真核生物。也就是說，它們的細(xì)胞內(nèi)都有一個(gè)被膜包裹的細(xì)胞核，這是一種更高級(jí)的生命形式。與之相反的是，原核生物的細(xì)胞是沒有細(xì)胞核的。
所以說，這些微化石是第一個(gè)直接證據(jù)，將大氧化事件期間環(huán)境的變化與生命復(fù)雜度的增加聯(lián)系起來。這一發(fā)現(xiàn)已在《地球生物學(xué)》（Geobiology）雜志上發(fā)表，為了解大氧化事件提供了一個(gè)難得的機(jī)會(huì)，讓我們能夠更深入地理解這一事件對(duì)生命的影響。
真核生物很早就演化出來了？
該研究的通訊作者、美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家埃麗卡?巴洛（Erica Barlow）在進(jìn)行本科研究時(shí)發(fā)現(xiàn)了這些微化石。她表示：“這些微化石與一種叫做輪藻科的現(xiàn)代生物有著驚人的相似性。這暗示著這種微化石可能是一個(gè)早期的真核生物化石。”
“這些化石保存得非常好，使得我們能夠?qū)λ鼈兊男螒B(tài)、組成和復(fù)雜度進(jìn)行綜合研究，”該研究的合作者、賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家克里斯托弗?豪斯（Christopher House）說，“這些研究結(jié)果為我們提供了一個(gè)了解數(shù)十億年前生物圈變化的絕佳窗口?！?/p>
要確定這些微化石是否真的是由真核生物留下的，還需要更多的研究工作。如果這些科學(xué)家的分析是正確的，那么這將使已知最早的真核生物化石記錄向前推了近 7.5 億年。這是一個(gè)非常重要的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗馕吨婧松锏某霈F(xiàn)比我們之前認(rèn)為的要早得多。
這些微化石的發(fā)現(xiàn)對(duì)于我們探索地球以外的生命也有著潛在的影響，因?yàn)槿绻厍蛏系恼婧松锟梢栽诖蠹s 24 億年前就演化出來的話，那么我們就有理由相信，在其他的行星或衛(wèi)星上，也可能存在類似的情況。這意味著，我們?cè)趯ふ彝庑巧臅r(shí)候，不應(yīng)該只局限于尋找原核生物的跡象，也應(yīng)該考慮尋找真核生物的跡象。
參考文獻(xiàn)：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gbi.12576
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